如何制作一个万恶的电源

ycwjl728 · 发表于 2012-3-25 13:47:54

本帖最后由 ycwjl728 于 2012-3-25 16:20 编辑

今天老师交给我一个任务，做一个电源板，给另外的几块电路板供电，刚开始感觉挺简单的，几天就能搞定，但是
越想越困难，让我没了头绪，求助万能的坛，我该怎么办？
电源的要求：
1.  24V DC输入，来自一个恶劣条件下的UPS。
2.  +-12V，+-5V DC输出给模拟部分供电，要求纹波30mV以下，越小越好，没有最好。
3.  另一路+5V DC输出给数字部分。
4.  模拟电压输出800mA即可，数字5V输出在4A左右。
5.  不算输入输出的各种接口，所有原件有7cmX8cm左右的PCB空间，正面高度不超过8mm，背面在3cm左右。
6.  效率没有要求，但是由于电源和其他电路板挤在一个小小的金属恒温箱里面，其他电路板上有对温度相当敏感
的原件，因此热量必须控制在很小的范围里面。
7.  成本不限，不要贵的离谱就行。
8.  电路要经得住考验，不能坏。。。

我的疑问：
1.  开关型DCDC有纹波，线性的压差太大产热高，但是好像DCDC更符合要求，后面的LC滤波器采用大电流的电
感，电感值该怎么设计呢？选用的DCDC的开关频率是多少Hz我就专门滤多少Hz么？
2.  电源输入后面该怎么设计保护电路呢？放电管？TVS？自恢复保险？还是一起都加上？这些的元件的电压怎么
选择呢？比24V高多少合适？
3.  DCDC模块我看MINMAX公司的几款挺不错的，还有更好的可以给推荐一下么？或者有热量可以控制的很好的
线性电源么？

请大家帮忙讨论一下，谢谢~

gongnn · 发表于 2012-3-25 14:17:42

MP2307吧，白菜KIS3R33改装也行

ycwjl728 · 发表于 2012-3-25 14:57:19

gongnn 发表于 2012-3-25 14:17
MP2307吧，白菜KIS3R33改装也行

MP2307的输入是23V。
不行啊。

format · 发表于 2012-3-25 14:57:32

楼上正解，kis确实不错

另外78系列模拟的足以

至于纹波，看你的电容了哈

format · 发表于 2012-3-25 14:58:35

串点二极管

另外据说有人在24V下，也没有问题~~~~

ycwjl728 · 发表于 2012-3-25 15:13:45

format 发表于 2012-3-25 14:58
串点二极管

另外据说有人在24V下，也没有问题~~~~

感谢你的新方案：串联二极管+78系列！我研究一下~
另外引入一个新问题：
我看DCDC的手册，好像对负载电容有限制，用电容滤波的效果会好么？

ycwjl728 · 发表于 2012-3-25 15:14:34

format 发表于 2012-3-25 14:58
串点二极管

另外据说有人在24V下，也没有问题~~~~

直接连7812的话怕发热量大，这个应用对发热特别敏感

format · 发表于 2012-3-25 15:23:38

我是说将KIS串二极管将24V降至23V一下

至于78系列基于LDO本身特性

你不行就用KIS先降一级，然后再处理

反正那东西才1个大洋

如果你手头78很多

可以考虑用稳压管加在78地线上的方式做一级降压

ycwjl728 · 发表于 2012-3-25 15:40:06

format 发表于 2012-3-25 15:23
我是说将KIS串二极管将24V降至23V一下

至于78系列基于LDO本身特性

哦，理解错了。。。
请问一下：如果输入的电源就是开关电源出来的带有纹波的，经过78系列的线性稳压芯片后，这个纹波会消失么？

vivalite · 发表于 2012-3-25 15:48:41

本帖最后由 vivalite 于 2012-3-25 15:49 编辑

楼主是单电源供电，但输出需要2组正负电源。如果我做的话，24V输入先LC滤波，然后用DC-DC芯片如34063整出正负18V电压来，再一次LC滤波，然后用7812和7912线性稳压输出正负12V、7805和7905线性稳压输出正负5V，输出时最后一次LC滤波，保证纹波小于2mV，想纹波更低就要在电路布线、屏蔽上想办法了。

ycwjl728 · 发表于 2012-3-25 15:55:30

vivalite 发表于 2012-3-25 15:48
楼主是单电源供电，但输出需要2组正负电源。如果我做的话，24V输入先LC滤波，然后用DC-DC芯片如34063整出正 ...

感谢vv，请问LC滤波应该如何设计？
在电流功率等条件允许的情况下是否电感越大越好呢？

vivalite · 发表于 2012-3-25 16:02:11

LC滤波的截止频率计算公式是F = 1/(2*PI()*SQRT(L*C))，其中L是电感量（亨），C是电容量（法拉），市电供电时50HZ及其谐波干扰是最厉害的，所以截止频率最好设在45Hz左右然后求最佳LC组合。

如果楼主的要求不高可以把电感都省掉，滤波电容换成2~3个4700UF的大容量电容滤波，按经验看800mA的输出足够用了。

bangbangji · 发表于 2012-3-25 16:15:09

这个4*7cm的体积内要做这些有点难啊

ycwjl728 · 发表于 2012-3-25 16:18:43

vivalite 发表于 2012-3-25 16:02
LC滤波的截止频率计算公式是F = 1/(2*PI()*SQRT(L*C))，其中L是电感量（亨），C是电容量（法拉），市电供电 ...

谢谢，我算一下~
这个应用对电源要求挺高的，我还是找一找合适的电感吧。

ycwjl728 · 发表于 2012-3-25 16:20:04

bangbangji 发表于 2012-3-25 16:15
这个4*7cm的体积内要做这些有点难啊

写错了，不好意思，8cm*7cm

ycwjl728 · 发表于 2012-3-25 16:23:05

vivalite 发表于 2012-3-25 16:02
LC滤波的截止频率计算公式是F = 1/(2*PI()*SQRT(L*C))，其中L是电感量（亨），C是电容量（法拉），市电供电 ...

另外我想请教一下：不用开关电源芯片，直接用几个1N5822之类的大电流二极管串起来降压可以么？

ycwjl728 · 发表于 2012-3-25 16:27:36

ycwjl728 发表于 2012-3-25 16:23
另外我想请教一下：不用开关电源芯片，直接用几个1N5822之类的大电流二极管串起来降压可以么？ ...

好像不行，也是会发热哈。。。

vivalite · 发表于 2012-3-25 16:27:40

ycwjl728 发表于 2012-3-25 16:23
另外我想请教一下：不用开关电源芯片，直接用几个1N5822之类的大电流二极管串起来降压可以么？ ...

主要问题是搞不出来负压。DC-DC是用来搞出负压的，顺便进行初步稳压。

xjmlfm1 · 发表于 2012-3-25 16:36:54

数字5V需要4A的电流，不太好弄！

binaimei2007 · 发表于 2012-3-25 16:55:40

学习一下

Flyback · 发表于 2012-3-25 18:16:11

你这个板子面积，符合要求的电源估计就占满了
除非用集成度很高带mos的dcdc，或者考量一下各个电压的输出电流是否真要这么大

ycwjl728 · 发表于 2012-3-25 18:36:08

xjmlfm1 发表于 2012-3-25 16:36
数字5V需要4A的电流，不太好弄！

这个是数字的，目前打算直接共DCDC模块搞定了，100mV纹波可以接受

llssr · 发表于 2012-3-25 20:49:36

给你个建议：用3843做个反激的电源，取负载大的作为反馈，其他绕组整流后加个假负载，再接78XX、79XX系列稳压IC，这样效果会好

centrineer · 发表于 2012-3-29 10:57:46

一级DCDC变换，一级LDO，LC滤波至于空间问题，密勒效应增大电容咯。

ycwjl728 · 发表于 2012-3-29 12:39:00

"密勒效应"听起来不错哈~
研究一下~

rclong · 发表于 2012-3-29 13:08:48

申请一些高频DC-DC模块一级做24-12 一级做12-5
例如国半的LMZ系列
纹波通过PI滤波处理
负压用充电泵产生充电泵还可以并联

mychestnut · 发表于 2012-3-29 13:13:15

1.  24V DC输入，来自一个恶劣条件下的UPS。
这个输入电压波动的上下限是多少？
2.  +-12V，+-5V DC输出给模拟部分供电，要求纹波30mV以下，越小越好，没有最好。
没有纹波是不可能的。±5V和±12V是给运放供电？规定在30mV的原因是什么？
3.  另一路+5V DC输出给数字部分。
4.  模拟电压输出800mA即可，数字5V输出在4A左右。
模拟电压指的是哪个电压？5V/4A用个DC/DC应该就可以，TI、MPS、NSC等有不少的方案。
5.  不算输入输出的各种接口，所有原件有7cmX8cm左右的PCB空间，正面高度不超过8mm，背面在3cm左右。
这一点我不太好说，关键要看看你这个项目应用的环境。或许春风大哥会给你一些更多的建议。
6.  效率没有要求，但是由于电源和其他电路板挤在一个小小的金属恒温箱里面，其他电路板上有对温度相当敏感的原件，因此热量必须控制在很小的范围里面。
个人理解按照你的描述，温升应该在20℃以内或许能满足要求？
7.  成本不限，不要贵的离谱就行。
要求提的不是很充分，需要再多些信息（温升要求多少度以内？两路双电源输出电流有多少？输入电压波动范围有多大？......）
8.  电路要经得住考验，不能坏。
最好是用成熟且量产的电路和器件。

我的疑问：
1.  开关型DCDC有纹波，线性的压差太大产热高，但是好像DCDC更符合要求，后面的LC滤波器采用大电流的电
感，电感值该怎么设计呢？选用的DCDC的开关频率是多少Hz我就专门滤多少Hz么？
每个DC/DC芯片都有规格书，按照规格书进行设计，然后装出板子再进行认真的调试。
2.  电源输入后面该怎么设计保护电路呢？放电管？TVS？自恢复保险？还是一起都加上？这些的元件的电压怎么选择呢？比24V高多少合适？
经验有限，我们的产品都很少加这类器件。不敢乱说。
3.  DCDC模块我看MINMAX公司的几款挺不错的，还有更好的可以给推荐一下么？或者有热量可以控制的很好的
线性电源么？
了解不多。沉默...

ycwjl728 · 发表于 2012-4-1 21:29:12

mychestnut 发表于 2012-3-29 13:13
1. 24V DC输入，来自一个恶劣条件下的UPS。
这个输入电压波动的上下限是多少？
2. +-12V，+-5V DC输出给 ...

感谢你的回复。
现在确定了一个方案：
用高性能的DCDC，前面加保护，后面接LC滤波。如果可以把纹波控制在比较小的范围里面就不改版了。如果不行，就换用DCDC+线性稳压+滤波的方案。
这几天买了许多电感，电感很强大。。

shuishuo615 · 发表于 2012-4-3 12:04:14

同意楼上某人的说法，最经济实惠的是做反激，绝对满足所有要求。但是对设计者要求比较高。没做过开关电源的话，一下是搞不定的。

mychestnut · 发表于 2012-4-4 18:19:21

ycwjl728 发表于 2012-4-1 21:29
感谢你的回复。
现在确定了一个方案：
用高性能的DCDC，前面加保护，后面接LC滤波。如果可以把纹波控制在 ...

呵呵，祝你成功！

如何制作一个万恶的电源

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